(57)【要約】【課題】ウェブへの加熱量を印刷開始時や印刷中において一定に保ち、それによってウェブの定着装置への突入温度を安定させることが可能な印刷装置を提供する。【解決手段】プレヒータの上流側と下流側の２箇所にプレヒータの温度を検出する温度センサを設けることにより、印刷開始時においては、上流側の温度センサによって、プレヒータの温度制御を実施することで、前記アンダーシュートを抑える。また、印刷中においては、おけるプレヒータの下流側の温度センサにて実施することにより、ウェブが前記定着装置への突入する際の温度が定着に要する温度に安定させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を内蔵する予備加熱プレートと、前記予備加熱プレートの温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記予備加熱プレートを任意の温度に制御できる温度制御手段を有し、トナー像が形成されたウェブを前記予備加熱プレートに接触走行させることで予備加熱する電子写真式印刷装置において、
１つの加熱手段で加熱される前記予備加熱プレートの温度を検出する前記温度センサを、ウェブの進行方向に対して、前記予備加熱プレートの上流部と下流部の２箇所以上有することを特徴とする電子写真式印刷装置。
【請求項２】
前記温度制御手段において、印刷開始時は上流側に設けられた前記温度検出センサが検出する温度によって前記予備加熱プレートの温度を制御し、それ以外は下流側に設けられた前記温度検出センサによって前期予備加熱プレートの温度を制御することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印刷装置。
【請求項３】
前記温度制御手段において、印刷開始時に発生する上流又は下流側に設けられた前記温度検出センサの検出温度の低下が頂点に達したことをもって、前記予備加熱プレートの温度制御を前記上流側の温度検出センサから前記下流側の温度検出センサに切り替えることを特徴とする請求項２記載の電子写真式印刷装置。
【請求項４】
前記温度制御手段において、印刷開始時に発生する上流又は下流側に設けられた前記温度検出センサの検出温度の低下が頂点に達した後、予め規定された温度以上となったことをもって、前記予備加熱プレートの温度制御を前記上流側の温度検出センサから前記下流側の温度検出センサに切り替えることを特徴とする請求項２記載の電子写真式印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の画像記録装置に使用され、ウェブ上のトナー像を溶融定着する予備加熱プレート定着装置の温度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６に従来機技術における電子写真式印刷装置の定着装置の一例を示す。一定温度にコントロールされた熱ロール１と、この熱ロール１と対をなし、トナー像を保持した用紙を挟み込む加圧ロール２とによりトナー像６を加熱加圧し、ウェブ７に溶融定着させる。また、一般に熱ロール１あるいは加圧ロール２は回転駆動され、前述の定着動作を行うと同時に印刷用紙を次の工程へと搬送する。しかるに、トナー像６が形成されたウェブ７のある一点に注目すると、定着即ち加熱加圧を受ける時間は熱ロール１および加圧ロール２に保持された時間（数十ｍｓｅｃ程度）のみとなる極短い時間となる。
【０００３】
定着前の用紙上のトナー像を微視的に見てみると、樹脂性の粉体であるトナー像６が、用紙上に何層も重なった状態となっている。前述の通り、これが熱ロール１より熱を受け溶融するわけであるが、熱ロール１の温度が必要以上に高い場合、樹脂が急激に膨張、破裂し、汚れを発生させる。あるいは急激な温度変化でウェブ７が変形する。また、温度が低い場合は、熱ロール１に接触しない樹脂粉体が溶融できず、定着できない等の不具合が発生する。そのため熱ロール１に用紙が搬送される以前に予備加熱プレート（以下、プレヒータ３と称す）にて予めウェブ７とトナーを加熱し、熱ロール１直前での温度差を小さくすることにより短い加熱加圧時間にて十分な定着強度を得ている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７１００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記印刷装置のプレヒータ３の制御温度は、プレヒータ３上のウェブに与える熱量を安定させるため、ある一定の温度に保たなくてはならないが、印刷停止中は、プレヒータ３上のウェブ７は十分加熱された状態にあり、プレヒータ３がウェブ７に奪われる熱量は少ないが、印刷開始時においては、プレヒータ３上に突入してくるウェブ７により奪われる熱量が増加するため、一時的にプレヒータ３の温度が下がる現象（以下、アンダーシュートと称す）が発生し、プレヒータ３上を移動するウェブ７に対し、十分な熱量を与えることができなくなってしまう。
【０００６】
図３に、温度センサ４によりプレヒータ３の温度制御をした場合の温度変化を示す。発熱手段８は、温度センサ４がプレヒータ３の温度が制御温度Ｔ３よりも下回ったことを検出した場合にドライブされる。このとき、プレヒータ３の上流側の温度がアンダーシュートしても、温度センサ４の検出温度が下がらないと発熱手段８はドライブされない。結果、プレヒータ３の上流側で発生するアンダーシュートに対し、発熱手段８の発熱が十分に実施されず、前記アンダーシュートを抑えることができない。そのため、ウェブ７は、プレヒータ３より十分な熱量を受けることができず、ウェブ７が前記熱ロール１へ突入する際の温度が定着に要する温度よりも低くなり、ウェブ７上のトナー像を定着する強度が下がるといった現象が発生する。また、印刷中においては、図３に示すように上流側の温度は、常にウェブに奪われる熱量が下流側より大きいため、下流側温度より低い温度となる。そのため、例えば、印刷中において上流側センサでプレヒータ３の温度制御を実施した場合は、上流側温度が制御温度に制御される。
【０００７】
この場合、図５に示すように下流側は、上流側より奪われる熱量が少ないため、常に制御温度は上流側より高い状態に制御されることになり、定着に必要な熱量以上にウェブ７へ熱量を与えることになる。それにより、前記熱ロール１へ突入するウェブ７が比較的高い温度を保持したまま排紙され、重ねられることによりトナー同士がくっつき、用紙を裁く際にトナーが剥がれる、所謂トナースティック現象が発生し易くなることがある。
【０００８】
本発明の目的は、ウェブ７への加熱量を印刷開始時や印刷中において一定に保ち、それによってウェブ７の定着装置への突入温度を安定させることが可能な印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、加熱手段を内蔵する予備加熱プレートと、前記予備加熱プレートの温度を検出する温度センサと、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記予備加熱プレートを任意の温度に制御できる温度制御手段を有し、トナー像が形成されたウェブを前記予備加熱プレートに接触走行させることで予備加熱する電子写真式印刷装置において、１つの加熱手段で加熱される前記予備加熱プレートの温度を検出する前記温度センサを、ウェブの進行方向に対して、前記予備加熱プレートの上流部と下流部の２箇所以上有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記温度制御手段は、印刷開始時は上流側に設けられた前記温度検出センサが検出する温度によって前記予備加熱プレートの温度を制御し、それ以外は下流側に設けられた前記温度検出センサによって前期予備加熱プレートの温度を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記温度制御手段は、印刷開始時に発生する上流又は下流側に設けられた前記温度検出センサの検出温度の低下が頂点に達したことをもって、前記予備加熱プレートの温度制御を前記上流側の温度検出センサから前記下流側の温度検出センサに切り替えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第２の手段において、前記温度制御手段は、印刷開始時に発生する上流又は下流側に設けられた前記温度検出センサの検出温度の低下が頂点に達した後、予め規定された温度以上となったことをもって、前記予備加熱プレートの温度制御を前記上流側の温度検出センサから前記下流側の温度検出センサに切り替えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、印刷開始時のプレヒータの温度制御を上流側の温度センサにて実施することで、印刷開始時におけるプレヒータの一時的な温度低下を抑制する。また、印刷中のプレヒータの温度制御を下流側の温度センサにより実施することで、ウェブの熱ロールへの突入温度を安定させる。以上により、安定した定着性能を得ることができる印刷装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は前述のように、プレヒータを備えた印刷装置において、ウェブの進行方向に沿って、プレヒータの上流側と下流側の２箇所にプレヒータの温度を検出する温度センサと同等のセンサを設けることにより、印刷開始時においては、上流側の温度センサによって、プレヒータの温度を検出することにより、印刷開始時にて発生するプレヒータの瞬時的な温度低下を検出し、プレヒータの温度制御を実施することで、前記アンダーシュートを抑えることを可能にする手段を備えた。
【００１５】
また、印刷中においては、プレヒータの温度制御を下流側のセンサに切り替えることにより、印刷中のプレヒータの温度を制御温度に安定させて、ウェブが突入する温度を安定させる手段を備えた。
【００１６】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例に基づく電子写真式印刷装置の定着装置の断面概略図である。
【００１７】
１は定着装置の熱ロール、２は定着装置の加圧ロールであり、トナー像６が形成されたウェブ７が熱ロール１および加圧ロール２により加熱加圧されてトナー像６がウェブ７に定着される。３は、ウェブ７が熱ロール１および加圧ロール２の定着装置に搬送される前に、予めウェブ７を加熱するプレヒータであり、プレヒータ３の上流側に設けられた温度センサ５と下流側に設けられた温度センサ４によって、プレヒータ３の温度を検出可能となっていて、内蔵する発熱手段８を発熱することにより、任意の温度に制御可能な構成となっている。
【００１８】
図２は、図１の概念図である。温度検出センサ４にて検出したプレヒータ３の温度をＴ４、温度検出センサ５にて検出したプレヒータ３の温度をＴ２、プレヒータ３の制御温度をＴ３、ウェブ７が熱ローラ１に突入する際の温度をＴ１、ウェブ７がプレヒータ３から受ける熱量をＱ３とする。
【００１９】
図４は印刷開始時のプレヒータ３の温度制御を温度センサ５で実施し、途中から温度センサ４による温度制御を実施した場合の、プレヒータ３の上流側と下流側の温度変化と発熱手段８のドライブタイミングの一例を示した図である。印刷開始時においては、図４に示すように温度センサ５によって、プレヒータ３の温度（上流側）を検出することにより、印刷開始時に発生する瞬時的な温度低下を検出し、発熱手段８をドライブすることが可能となり、例えば、印刷開始から温度センサ５が前記温度低下を検出するまでの時間をＴＡとすると、図３に示した下流側に設けられた温度センサ４によって温度を検出した場合の、印刷開始から前記温度低下を検出するまでの時間ＴＢに比べ、ＴＡは短くなる（ＴＢ＞ＴＡ）。よって、前記プレヒータ３の発熱手段８のドライブ開始タイミングを早くすることができるため、図３に示す印刷開始時のプレヒータ３で発生するアンダーシュートを図４に示すように抑制することが可能となる。
【００２０】
図５は、温度センサ５（上流側）において、プレヒータ３の温度制御を実施した場合の図である。この場合、印刷開始時におけるアンダーシュートは図４と同様に抑えることができる。一方、印刷中においては、プレヒータ３の上流側の温度は、図３に示すように常にプレヒータ３上に突入してくるウェブ７により奪われ、制御温度より低くなる。また、奪われる熱量は、下流側より大きいため、下流側温度よりも低い温度を検出して、プレヒータ３の温度制御を実施する。そのため、温度センサ５で温度制御を実施した場合、上流側は制御温度となるが、下流側は、上流側より奪われる熱量が少ないため、常に制御温度は上流側より高い状態に制御される。これにより、前記熱ロール１へ突入するウェブ７が比較的高い温度を保持したまま排紙され、重ねられることによりトナー同士がくっつき、用紙を裁く際にトナーが剥がれる、所謂トナースティック現象が発生し易くなることがある。よって、これを防止するため、印刷中の温度制御はプレヒータ３の下流側に設けられた温度センサ４によって温度制御を実施する。これにより、印刷中のプレヒータ３の温度制御を下流側において実施するため、図４に示すようにプレヒータ３の温度が制御温度より高くなることがなくなり、ウェブ７の定着部へ突入する温度を理想的な温度に安定させることが可能となる。
【００２１】
温度センサ５（上流側）から温度センサ４（下流側）への制御センサの切り替えは、例えば、図４に示すように印刷開始時の温度低下（アンダーシュート）が頂点に達したタイミング（図４のＡに示す）において実施すればよい。もう一つの方法として、例えばセンサ制御切替温度Ｔ５を任意の値に設け、上流側温度が一度センサ制御切替温度Ｔ５より低くなり、その後、再びセンサ制御切替温度Ｔ５より高くなるタイミング（図４のＢに示す）において実施すればよい。また、制御センサの切り替えを前記Ｂのタイミングで実施するが、アンダーシュートが制御切替温度Ｔ５より低くならない場合が考えられる。この場合は、アンダーシュートの頂点において切り替えを実施すればよい。この制御により、図４に示す（ａ）のタイミングでは、センサ５がＴ３よりも低い上流側の温度を検出したので発熱手段８をＯＮし、（ｂ）のタイミングでは、制御センサがセンサ５からセンサ４に切り替わるため、センサ４がＴ３よりも高い下流側の温度を検出したため、発熱手段８をＯＦＦし、（ｃ）のタイミングでは、センサ４がＴ３よりも低い下流側の温度を検出したので発熱手段８をＯＮし、（ｄ）のタイミングでは、センサ４がＴ３よりも高い下流側の温度を検出したため、発熱手段８をＯＦＦするという制御を実施することとなる。
【００２２】
以上より、印刷開始時のプレヒータ３の温度制御を上流側の温度センサ５にて実施し、印刷開始時におけるプレヒータ３のアンダーシュートを抑制し、また、印刷中のプレヒータ３の温度制御を下流側の温度センサ４により実施することで、プレヒータ３の温度を制御温度に安定させ、ウェブ７の定着装置への突入温度を目標温度に安定させることで、安定した定着性能を得ることができる印刷装置を提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、予備加熱する物体の温度を検出して，予備加熱する物体の温度制御を実施する分野において適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例に係る定着装置の概略構成図である。
【図２】図１の概念図である。
【図３】従来技術におけるプレヒータの温度変化と温度センサによる発熱手段のドライブタイミングを示した図である。
【図４】プレヒータの温度制御を２つの温度センサで実施した場合のプレヒータの温度変化と発熱手段のドライブタイミングを示した図である。
【図５】温度センサにおいて、プレヒータの温度制御を実施した場合のプレヒータの温度変化と発熱手段のドライブタイミングを示した図である。
【図６】従来技術における定着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１は熱ロール、２は加圧ロール、３はプレヒータ、４は温度検出センサ（下流側）、５は温度検出センサ（上流側）、６はトナー像、７はウェブ、８は予備加熱プレート発熱手段、Ｔ１はウェブ７の熱ロールへの突入温度、Ｔ２は温度センサ５で検出したプレヒータ３の温度、Ｔ３はプレヒータ３の制御温度、Ｔ４は温度センサ４で検出したプレヒータ３の温度、Ｔ５は制御センサ制御切替温度、ＴＡは印刷開始から温度センサ５が温度低下を検出するまでの時間、ＴＢは印刷開始から温度センサ４が温度低下を検出するまでの時間である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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